Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Kunne en partikelaccelerator ved hjælp af laserdrevet implosion blive en realitet?

Skematisk visning af en bobleimplosion, som er et forestillet billede, der viser hele de vigtigste begivenheder integreret, dvs. laser belysning, varme elektronspredning, implosion, og proton flash. Kredit:M. Murakami

Laser puls kompressionsteknologi opfundet i slutningen af ​​1980'erne resulterede i høj effekt, kort-puls laser teknikker, forbedre laserintensiteten 10 millioner gange på et kvart århundrede.

Forskere ved Osaka University opdagede en ny partikelaccelerationsmekanisme, de beskriver som en mikroboble-implosion, hvori superhøjenergi-brintioner (relativistiske protoner) udsendes i det øjeblik, hvor boblerne krymper til atomstørrelse gennem bestråling af hydrider med sfæriske bobler i mikronstørrelse ved ultraintense laserimpulser. Deres forskningsresultater blev offentliggjort i Videnskabelige rapporter .

Gruppen ledet af Masakatsu Murakami har rapporteret om et forbløffende fysisk fænomen:Når stoffet krymper til en hidtil uset tæthed, sammenlignelig med en masse på størrelse med en sukkerterning, der vejer mere end 100 kg, højenergiprotoner udsendes fra de positivt ladede nanoskala-klynger, en verdensnyhed. Som regel, en accelerationsafstand på flere ti til hundreder af meter er nødvendig for at konventionelle acceleratorer kan generere så enorm energi.

I en mikroboble-implosion, der opstår et unikt fænomen, hvor ioner (ladede partikler) konvergerer til et enkelt punkt i rummet med halvdelen af ​​lysets hastighed. Dette fænomen, som ligner det modsatte af Big Bang, er væsentligt forskellig fra tidligere opdagede eller foreslåede accelerationsprincipper.

En nano-pulsar -- gentagne implosioner og eksplosioner for at udsende energiske protoner. Kredit:M. Murakami

Dette nye koncept vil afklare ukendt rumfysik af store skalaer af tid og rum, såsom oprindelsen af ​​højenergiprotoner i stjerner og fordelt i rummet. Ud over, som en kompakt kilde til neutronstråling gennem kernefusion, dette koncept vil blive brugt i en række forskellige anvendelser inden for medicinsk behandling og industri i fremtiden, såsom protonstrålebehandling til behandling af kræft, udvikling af ny energi med laserkernefusion, fotos i tværsnit til udvikling af brændselsceller, og udvikling af nye stoffer.

Varme artikler